JP4939001B2

JP4939001B2 - 突合わせブランク溶接方法

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Publication number: JP4939001B2
Application number: JP2005187897A
Authority: JP
Inventors: 貴博須川
Original assignee: Oyabe Seiki Co Ltd
Current assignee: Oyabe Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP2007007665A

Description

本発明は、ブランク対の対向端面同士を突合わせて溶接する突合わせブランク溶接方法に関し、特に、複数対のブランク対を溶接する場合に溶接サイクル時間を短縮化できる突合わせブランク溶接方法に関するものである。

レーザ溶接システムには、例えば、特許文献１に記載されているように、対を成すブランク（以下「ブランク対」という。）の対向端面同士を突合わせて固定するブランク治具と、そのブランク治具によって固定されるブランク対の突合わせ溶接線に沿って溶接方向上流側から下流側へと移動しながら溶接線にレーザ光線を照射して溶接する溶接ヘッドとを備えたものがある。

また、このようなレーザ溶接システムを用いた溶接工法の一種として、例えば、特許文献２には、材質又は板厚のうち少なくともいずれか一方が相違するブランク対の対向端面同士を突合わせ、その突合わせ溶接線でブランク対同士を溶接して一枚のテーラードブランク材（溶接済みのブランク対）を製造するテーラード工法が記載されている。
特開２００５−６６６０４号公報特開平１１−３３７６０号公報

しかしながら、上記したレーザ溶接システムのブランク治具及び溶接ヘッドがそれぞれ１基ずつの場合、２枚以上のテーラードブランク材を製造するためには、ブランク治具にブランク対を固定して溶接ヘッドにより溶接した後、その溶接済みのブランク対をブランク治具から排出し、次の未溶接の新たなブランク対をブランク治具へ供給し、更に、そのブランク対をブランク治具により突合わせてから溶接ヘッドにより溶接しなければならない。このため、ブランク治具においてブランク対の排出、供給及び突合わせをする間は、溶接ヘッドによる溶接動作を実行できず、作業効率が極めて低くなってしまうという問題点がある。

そこで、例えば、レーザー溶接システムのブランク治具を２基として溶接ヘッドを１基とすると、一方のブランク治具に固定されているブランク対を溶接する間に、他方のブランク治具に固定されているブランク対の排出、供給及び突合わせが行えるため、その分、作業効率を向上することが可能となる。しかし、かかる溶接方法では、溶接ヘッドが１基しかないため、一方のブランク治具と他方のブランク治具との間を溶接ヘッドが移動する期間中、溶接ヘッドによる溶接動作を中断しなければならず、その移動時間分だけ、自ずと溶接サイクル時間が長くなってしまうという問題点がある。

そこで更に、レーザー溶接システムのブランク治具及び溶接ヘッドをいずれも２基ずつ使用した溶接方法によれば、一方の溶接ヘッドにより一方のブランク治具により固定されるブランク対を溶接する間に、他方の溶接ヘッドによる溶接を中断しつつ、他方のブランク治具に固定されるブランク対の排出、供給及び突合わせを実行し、並びに、溶接ヘッドを溶接終了位置から移動させて溶接開始位置へ復帰させることが可能となる。さすれば、一方の溶接ヘッドによる溶接完了と同時に、他方の溶接ヘッドによる他方のブランク治具に固定されるブランク対の溶接が開始可能となる。

ところが、近年のテーラードブランク材はサイズが多様化しており、ブランクごとの溶接長も大小様々となっている。このため、上記したブランク治具及び溶接ヘッドを２基ずつ使用する溶接方法では、一方のブランク治具により溶接長の短いブランク対を固定して溶接する間に、他方のブランク治具におけるブランク対の排出、供給、突合わせ、及び他方の溶接ヘッドの復帰移動を完了できず、結果的に溶接サイクル時間が長くなってしまうという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、少なくとも四対以上の偶数対のブランク対を溶接方向に並べて固定し、その複数対のブランク対を２基の溶接ヘッドによって交互に分担して溶接することで、溶接システム全体としての溶接サイクル時間を短縮化できる突合わせブランク溶接方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の突合わせブランク溶接方法は、対向端面同士が突合わせられるブランク対を突合わせ溶接線に沿って溶接方向上流側から下流側へと移動して溶接する第１溶接ヘッドと、その第１溶接ヘッドよりも溶接方向下流側に配設されその第１溶接ヘッドとは別のブランク対を突合わせ溶接線に沿って溶接方向上流側から下流側へと移動して溶接する第２溶接ヘッドと、その第２溶接ヘッド及び第１溶接ヘッドにより溶接されるブランク対を溶接方向に少なくとも四対以上の偶数対並べて固定するブランク治具とを備えた溶接システムを使用して溶接する方法であり、ブランク治具における溶接方向最上流側に固定される先頭ブランク対から溶接方向最下流側に固定される末尾ブランク対までを、第１溶接ヘッドと第２溶接ヘッドとを交互に用いて、溶接する溶接工程と、その溶接工程における第１又は第２溶接ヘッドの一方によるブランク対の溶接中に、その次に溶接されるブランク対の溶接開始位置まで第１又は第２溶接ヘッドの他方を予め移動させるヘッド送り工程とを備えており、前記溶接工程は、第１溶接ヘッドによって溶接方向最上流側から数えた番数が１番目に相当する先頭ブランク対を溶接する先頭対溶接工程と、その先頭対溶接工程の後、未溶接のブランク対のうち先頭ブランク対に最も近い奇数番目のブランク対を第２溶接ヘッドによって溶接する動作と、未溶接のブランク対のうち先頭ブランク対に最も近い偶数番目のブランク対を第１溶接ヘッドによって溶接する動作とを交互に繰り返して、末尾ブランク対の１つ手前のブランク対までを溶接する中間対溶接工程と、その中間対溶接工程の後、第２溶接ヘッドにより末尾ブランク対を溶接する末尾対溶接工程とを備えている。

この請求項１記載の突合わせブランク溶接方法によれば、ブランク治具により固定されるブランク対に対して溶接方向最上流側のものから順番に番数を付すと、例えば、ブランク治具により固定されるブランク対が四対であるときに溶接工程では、第１溶接ヘッドにより１番目のブランク対（先頭ブランク対（以下同じ。））の溶接が、第２溶接ヘッドにより３番目のブランク対の溶接が、第１溶接ヘッドにより２番目のブランク対の溶接が、第２溶接ヘッドにより４番目のブランク対（末尾ブランク対）の溶接が、順番に行われる。ここで、１番目のブランク対を溶接するのが先頭対溶接工程であり、２番目及び３番目のブランク対を溶接するのが中間対溶接工程であり、４番目のブランク対を溶接するのが末尾対溶接工程である。

一方、ヘッド送り工程によれば、第１溶接ヘッドによる１番目又は２番目のブランク対の溶接中に、第２溶接ヘッドが３番目又は４番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。そして、第２溶接ヘッドによる３番目又は４番目のブランク対の溶接中に、第１溶接ヘッドが２番目又は１番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。

また、ブランク治具により固定されるブランク対が六対であるとき、第１溶接ヘッドによる１番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる３番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる２番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる５番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる４番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる６番目のブランク対（末尾ブランク対）の溶接が、順番に行われる。このときは、２番目から５番目のブランク対を溶接するのが中間対溶接工程であって、６番目のブランク対を溶接するのが末尾対溶接工程となる。

一方、ヘッド送り工程によれば、第１溶接ヘッドによる１番目、２番目又は４番目のブランク対の溶接中に、第２溶接ヘッドが３番目、５番目又は６番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。そして、第２溶接ヘッドによる３番目、５番目又は６番目のブランク対の溶接中に、第１溶接ヘッドが２番目、４番目又は１番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。

更に、ブランク治具により固定されるブランク対が２ｎ（ｎは４以上の自然数（以下同じ。））対であるとき、第１溶接ヘッドによる１番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる３番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる２番目のブランク対の溶接、・・・、第２溶接ヘッドによる（２ｎ−３）番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる（２ｎ−４）番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる（２ｎ−１）番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる（２ｎ−２）番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる２ｎ番目のブランク対（末尾ブランク対）の溶接が、順番に行われる。このとき、２番目から（２ｎ−１）番目のブランク対を溶接するのが中間対溶接工程であって、２ｎ番目のブランク対を溶接するのが末尾対溶接工程となる。

一方、ヘッド送り工程によれば、第１溶接ヘッドによる１番目、２番目、・・・、（２ｎ−４）番目又は（２ｎ−２）番目のブランク対の溶接中に、第２溶接ヘッドが３番目、・・・、（２ｎ−３）番目、（２ｎ−１）番目又は２ｎ番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。そして、第２溶接ヘッドによる３番目、・・・、（２ｎ−３）番目、（２ｎ−１）番目又は２ｎ番目のブランク対の溶接中に、第１溶接ヘッドが２番目、・・・、（２ｎ−４）番目、（２ｎ−２）番目又は１番目のブランク対の溶接開始位置まで、移動される。

請求項２記載の突合わせブランク溶接方法は、請求項１記載の突合わせブランク溶接方法において、少なくとも四対以上かつ偶数対あるブランク対のうち、溶接方向上流側にある半数のものを固定する上流部治具と、溶接方向下流側にある残りの半数のものを固定するため前記上流部治具よりも溶接方向下流側に配設される下流部治具とが設けられる前記ブランク治具を備えた前記溶接システムを使用して行うものであり、更に、前記先頭対溶接工程、中間対溶接工程、及び末尾対溶接工程を順番に繰り返し実行するものであって、前記上流部治具により固定される全てのブランク対の溶接が完了した時点からその上流部治具の溶接方向最上流側に固定されるブランク対の溶接が再開される時点までの期間内に、その上流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その上流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその上流部治具により固定する上流部準備工程と、その上流部準備工程の後、前記下流部治具により固定される全てのブランク対の溶接が完了した時点からその下流部治具の溶接方向最上流側に固定されるブランク対の溶接が再開される時点までの期間内に、その下流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その下流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその下流部治具により固定する下流部準備工程とを備えている。

この請求項２記載の突合わせブランク溶接方法によれば、請求項１記載の突合わせブランク溶接方法と同様に作用する上、例えば、ブランク対が四対、六対、又は２ｎ（ｎは４以上の自然数）対ならば、上流部治具により溶接方向上流側半分にあたる二対、三対、又はｎ対のブランク対が、下流部治具により溶接方向下流側半分にあたる二対、三対、又はｎ対のブランク対が、それぞれ固定される。

また、溶接工程では、ブランク対が四対の場合には溶接方向上流側から１番目、３番目、２番目、４番目のブランク対の順番に溶接された後、ブランク対が六対の場合には１番目、３番目、２番目、５番目、４番目、６番目のブランク対の順に溶接された後、又は、ブランク対が２ｎ対の場合には１番目、３番目、２番目、・・・、（２ｎ−３）番目、（２ｎ−４）番目、（２ｎ−１）番目、（２ｎ−２）番目、２ｎ番目のブランク対の順に溶接された後、再び１番目のブランク対から先述の各順番に従って溶接が繰り返される。

更に、ブランク対が四対の場合、２番目のブランク対の溶接完了時点から次回の１番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち４番目のブランク対の溶接期間）内に、１番目及び２番目のブランク対に対して上流部準備工程が実行される一方、４番目のブランク対の溶接完了時点から次回の３番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち１番目のブランク対の溶接期間）内に、３番目及び４番目のブランク対に対して下流部準備工程が実行される。

また、ブランク対が六対の場合、３番目のブランク対の溶接完了時点から次回の１番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち４番目から６番目のブランク対の溶接期間）内に、１番目から３番目までのブランク対に対して上流部準備工程が実行される一方、６番目のブランク対の溶接完了時点から次回の４番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち１番目から３番目までのブランク対の溶接期間）内に、４番目から６番目までのブランク対に対して下流部準備工程が実行される。

ブランク対が２ｎ対の場合、ｎ番目のブランク対の溶接完了時点から次回の１番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち（ｎ＋１）番目から２ｎ番目までのブランク対の溶接期間）内に、１番目からｎ番目までのブランク対に対して上流部準備工程が実行される一方、２ｎ番目のブランク対の溶接完了時点から次回の（ｎ＋１）番目のブランク対の溶接開始時点までの期間（即ち１番目からｎ番目までのブランク対の溶接期間）内に、（ｎ＋１）番目から２ｎ番目までのブランク対に対して下流部準備工程が実行される。

請求項３記載の突合わせブランク溶接方法は、請求項１記載の突合わせブランク溶接方法において、前記溶接工程は、請求項１記載の前記先頭対溶接工程、中間対溶接工程および末尾対溶接工程に代えて、第１溶接ヘッド及び第２ヘッドによって、ブランク治具に固定される全てのブランク対のうち溶接方向上流側にある半数を溶接する上流対溶接工程と、その上流対溶接工程の後、第１溶接ヘッド及び第２ヘッドによって、ブランク治具に固定される全てのブランク対のうち溶接方向下流側にある残り半数を溶接する下流対溶接工程とを備えている。

この請求項３記載の突合わせブランク溶接方法によれば、ブランク治具により固定されるブランク対に対して溶接方向最上流側のものから順番に番数を付すと、例えば、ブランク治具により固定されるブランク対が六対であるとき、第１溶接ヘッドによる１番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる３番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる２番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる５番目のブランク対の溶接、第１溶接ヘッドによる４番目のブランク対の溶接、第２溶接ヘッドによる６番目のブランク対の溶接が、順番に行われる。このときは、１番目から３番目のブランク対を溶接するのが上流対溶接工程であって、４番目から６番目のブランク対を溶接するのが下流対溶接工程となる。

請求項４記載の突合わせブランク溶接方法は、請求項３記載の突合わせブランク溶接方法において、前記上流対溶接工程によって溶接されるブランク対を固定する上流部治具と、前記下流対溶接工程によって溶接されるブランク対を固定するため前記上流部治具よりも溶接方向下流側に配設される下流部治具とが設けられる前記ブランク治具を備えた前記溶接システムを使用して行うものであり、更に、前記上流対溶接工程および下流対溶接工程を交互に繰り返し実行するものであって、前記下流対溶接工程の実行期間中に、前記上流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その上流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその上流部治具により固定する上流部準備工程と、前記上流対溶接工程の実行期間中に、前記下流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その下流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその下流部治具により固定する下流部準備工程とを備えている。

この請求項４記載の突合わせブランク溶接方法によれば、請求項３記載の突合わせブランク溶接方法と同様に作用する上、例えば、ブランク対が六対ならば、上流部治具により溶接方向上流側半分にあたる三対のブランク対が、下流部治具により溶接方向下流側半分にあたる三対のブランク対が、それぞれ固定される。また、溶接工程では、例えば、ブランク対が六対の場合には、上流対溶接工程によって１番目、３番目および２番目のブランク対が、下流対溶接工程によって５番目、４番目および６番目のブランク対が、この順に溶接された後、再び１番目のブランク対から先述の各順番に従って溶接が繰り返される。

そして、下流対溶接工程による４番目から６番目までのブランク対の溶接実行中に、１番目から３番目までのブランク対に対して上流部準備工程が実行される一方、上流対溶接工程による１番目から３番目までのブランク対の溶接実行中に、４番目から６番目までのブランク対に対して下流部準備工程が実行される。

請求項１記載の突合わせブランク溶接方法によれば、ブランク治具により固定される偶数対（但し四対以上）のブランク対を溶接方向上流側配設の第１溶接ヘッド及び溶接方向下流側配設の第２溶接ヘッドによって溶接する場合に、その第１及び第２溶接ヘッドによって異なるブランク対を交互に溶接できる。しかも、一方の溶接ヘッドによる溶接中に他方の溶接ヘッドを次に溶接されるブランク対の溶接開始位置まで移動させておけるので、一方の溶接ヘッドによる溶接終了時点から他方の溶接ヘッドによる溶接開始時点までのタイムラグを限りなく短くできる。よって、その分、複数対のブランク対全体を溶接するための溶接サイクル時間の短縮化が図られ、かかる溶接サイクル時間を実質的な溶接時間に近づけることができるという効果がある。

請求項２記載の突合わせブランク溶接方法によれば、請求項１記載の突合わせブランク溶接方法の奏する効果に加え、上流部準備工程および下流部準備工程は、上流部治具および下流部治具ごとに、ブランク対の排出、供給、突合わせ及び固定を別々に実行する。よって、上流部治具又は下流部治具のうち一方の治具が固定する全てのブランク対の溶接完了後は、他方の治具により固定されるブランク対の溶接中に、一方の治具について溶接済みの全てのブランク対の排出ならびに未溶接ブランク対の供給、突合わせ及び固定を実行できる。従って、溶接システム全体として溶接動作を中断することなく、ブランク対の交換動作ができ、その分、複数対のブランク対全体を溶接するための溶接サイクル時間の短縮化が更に図られるという効果がある。

請求項３記載の突合わせブランク溶接方法によれば、ブランク治具により溶接方向上流側に固定される半数のブランク対を第１及び第２溶接ヘッドにより交互に溶接した後、ブランク治具により溶接方向下流側に固定される残り半数のブランク対を第１及び第２溶接ヘッドにより交互に溶接することができる。このため、溶接方向下流側に固定される残り半数のブランク対を溶接する間に、溶接方向上流側におけるブランク対の交換動作を行って、次の溶接方向上流側における溶接動作に備えることができる。従って、その分、複数対のブランク対に要する溶接サイクル時間を短縮化できるという効果がある。

しかも、一方の溶接ヘッドによる溶接中に他方の溶接ヘッドを次に溶接されるブランク対の溶接開始位置まで移動させておけるので、一方の溶接ヘッドによる溶接終了時点から他方の溶接ヘッドによる溶接開始時点までのタイムラグを限りなく短くできる。よって、その分、複数対のブランク対の溶接に要する溶接サイクル時間を更に短縮化できるいう効果がある。

請求項４記載の突合わせブランク溶接方法によれば、請求項３記載の突合わせブランク溶接方法の奏する効果に加え、上流部準備工程および下流部準備工程は、上流部治具および下流部治具ごとに、ブランク対の排出、供給、突合わせ及び固定を別々に実行できるので、上流部治具又は下流部治具のうち一方の治具におけるブランク対の溶接中に、他方の治具におけるブランク対の交換動作を実行することができる。従って、ブランク対の交換動作で中断されることなく上流対溶接工程と下流対溶接工程とを交互に繰り返し実行できるので、溶接サイクル時間の短縮化を更に図ることができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の一実施例である突合わせ溶接方法に使用される溶接システム１の概略図であって、特に、図１は、溶接システム１の平面図であり、図２は、その溶接システム１の正面図である。本実施例の突き合わせ溶接方法について説明するにあたって、まずは本実施例で使用される溶接システム１について説明する。

溶接システム１は、いわゆるレーザ溶接機であり、図１に示すように、鋼板等の薄板状体（以下「ブランク」という。）の対（以下「ブランク対」という。）Ａ〜Ｆを対向端面同士で突き合わせた状態で固定する上流部ブランク治具２及び下流部ブランク治具３と、その固定されたブランク対Ａ〜Ｆをレーザ光線により溶接する第１溶接ヘッド４及び第２溶接ヘッド５とを備えている。なお、本実施例では、２基のブランク治具４，５により六対のブランク対Ａ〜Ｆを固定して溶接する場合について説明するが、四対以上かつ偶数対ならば六対以外のブランク対についても当然に適用可能である。

上流部ブランク治具２には、六対のブランク対Ａ〜Ｆのうち半数の三対のブランク対Ａ〜Ｃが固定され、下流部ブランク治具３には、残る三対のブランク対Ｄ〜Ｆが固定される。ここで、ブランク対ＡはブランクＡ１，Ａ２を、ブランク対ＢはブランクＢ１，Ｂ２を、ブランク対ＣはブランクＣ１，Ｃ２を、ブランク対ＤはブランクＤ１，Ｄ２を、ブランク対ＥはブランクＥ１，Ｅ２を、ブランク対ＦはブランクＦ１，Ｆ２を、それぞれ突き合わせたものである。

この上流部ブランク治具２及び下流部ブランク治具３によって固定されるブランク対Ａ〜Ｆは、その各突き合わせ溶接線（「突き合わせ部」又は「シーム部」ともいう。）がいずれも略同一直線上に存在しており、溶接ヘッド４，５が溶接方向（図中矢印ｘ方向）上流側（図１右側）から下流側（図１左側）へ突き合わせ溶接線に沿って略直線状に移動することで溶接される。また、ブランク対Ａ〜Ｆは、隣接するもの同士の間に所定の間隔が設けられた状態で、各ブランク治具２，３に固定される。

また、上流部ブランク治具２は、ブランク対Ａ〜Ｃの下面（図２参照）に当接する支持ブロック６，７と、その支持ブロック６，７の上方に配設されブランク対Ａ〜Ｃの上面（図２参照）に当接する押止クランプ８，９（図中の２点鎖線）とを備えている。上流部ブランク治具２によれば、これらの支持ブロック６，７及び押止クランプ８，９間にブランク対Ａ〜Ｃが狭持されることで、これらのブランク対Ａ〜Ｃが所定位置に固定される。これに対して、下流部ブランク治具３は、ブランク対Ｄ〜Ｆを上下（図２参照）から狭持して所定位置に固定する支持ブロック１０，１１及び押止クランプ１２，１３（図中の２点鎖線）を備えている。

第１溶接ヘッド４及び第２溶接ヘッド５は、溶接方向上流側（図１及び図２の右側）から下流側（図１及び図２の左側）へ向けて移動しながらブランク対Ａ〜Ｆの突き合わせ部に対してレーザ光線を照射してブランク対Ａ〜Ｆの溶接を行うものである。このため、各ブランク対Ａ〜Ｆにおける溶接開始位置は溶接方向上流側の端部（図１及び図２の右端部）となり、溶接終了位置は溶接方向下流側の端部（図１及び図２の左端部）となる。

また、この第１溶接ヘッド４及び第２溶接ヘッド５は、いずれも三次元のｘｙｚ空間内をｘ軸方向（図１の矢印ｘ方向または反矢印ｘ方向）、ｙ軸方向（図１の矢印ｙ方向または反矢印ｙ方向）、及び、ｚ軸方向（図２の矢印ｚ方向または反矢印ｚ方向）へ移動可能に形成されている。もっとも、第１溶接ヘッド４は、第２溶接ヘッド５に対して常に溶接方向上流側に位置するように構成されており、第１溶接ヘッド４が第２溶接ヘッド５よりも溶接方向下流側（図１左側）へ移動したり、或いは、第２溶接ヘッド５が第１溶接ヘッド４よりも溶接方向上流側（図１右側）へ移動することがないように構成されている。

次に、図３を参照して、上記のように構成された溶接システム１を使用した突き合わせ溶接方法について説明する。図３（ａ）は、第１溶接ヘッド４の動作状態を示したタイムチャートであり、図３（ｂ）は、第２溶接ヘッド５の動作状態を示したタイムチャートであり、図３（ｃ）は、上流部ブランク治具２の動作状態を示したタイムチャートであり、図３（ｄ）は、下流部ブランク治具３の動作状態を示したタイムチャートである。

まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１溶接ヘッド４によってブランク対Ａが溶接され（Ｓ１）、そのＳ１の溶接動作中に、第２溶接ヘッド５がブランク対Ｆの溶接終了位置からブランク対Ｃの溶接開始位置まで移送（移動）される（Ｓ１１）。そして、Ｓ１の溶接終了と同時に、第２溶接ヘッド５によるブランク対Ｃの溶接が開始され（Ｓ２）、このＳ２の溶接動作中に、第１溶接ヘッド４がブランク対Ａの溶接終了位置からブランク対Ｂの溶接開始位置まで移送される（Ｓ１２）。

Ｓ２の溶接終了後は、その終了と同時に、第１溶接ヘッド４によるブランク対Ｂの溶接が開始され（Ｓ３）、このＳ３の溶接動作中に、第２溶接ヘッド５がブランク対Ｃの溶接終了位置からブランク対Ｅの溶接開始位置まで移送される（Ｓ１３）。そして、Ｓ３の溶接終了と同時に、第２溶接ヘッド５によるブランク対Ｅの溶接が開始され（Ｓ４）、このＳ４の溶接動作中に、第１溶接ヘッド４がブランク対Ｂの溶接終了位置からブランク対Ｄの溶接開始位置まで移送される（Ｓ１４）。

Ｓ４の溶接終了後は、その終了と同時に、第１溶接ヘッド４によるブランク対Ｄの溶接が開始され（Ｓ５）、このＳ５の溶接動作中に、第２溶接ヘッド５がブランク対Ｅの溶接終了位置からブランク対Ｆの溶接開始位置まで移送される（Ｓ１５）。そして、Ｓ５の溶接終了と同時に、第２溶接ヘッド５によるブランク対Ｆの溶接が開始され（Ｓ６）、このＳ６の溶接動作中に、第１溶接ヘッド４がブランク対Ｄの溶接終了位置からブランク対Ａの溶接開始位置まで移送される（Ｓ１６）。

そして、Ｓ６の溶接終了後は、上記したＳ１からＳ６までの溶接動作及びＳ１１からＳ１６までの溶接ヘッド４，５の移送動作が上記の順番の通りに繰り返される。なお、溶接ヘッド４，５の移送動作中は各溶接ヘッド４，５からのレーザ光線の照射は停止されている。

一方、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した第１溶接ヘッド４及び第２溶接ヘッド５の動作中（Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ１１〜Ｓ１６）、これらの動作と並行して、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す上流部ブランク治具２及び下流部ブランク治具３の動作が実行される。具体的には、まず、図３（ｃ）に示すように、ブランク対Ａ，Ｃ，Ｂが溶接ヘッド４，５により交互に溶接されている期間中（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すＳ１の開始時点からＳ３の終了時点までの期間中）、三対のブランク対Ａ〜Ｃが支持ブロック６，７及び押止クランプ８，９を介して上流部ブランク治具２に固定される（Ｓ３１）。

その後、ブランク対Ｂの溶接（Ｓ３）が完了すると、押止クランプ８，９がブランク対Ａ〜Ｃの上面から離間されることによって、上流部ブランク治具２による三対の溶接済みブランク対Ａ〜Ｃの固定が解除される。この解除後は、下流部ブランク治具３に載置されるブランク対Ｅ，Ｄ，Ｆが溶接ヘッド５，４により交互に溶接されている期間中（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すＳ４の開始時点からＳ６の終了時点までの期間中）に、三対の溶接済みブランク対Ａ〜Ｃが上流部ブランク治具２から排出され（Ｓ３２）、上流部ブランク治具２へ次の新たな三対の未溶接のブランク対Ａ〜Ｃが供給され（Ｓ３３）、それらのブランク対Ａ〜Ｃがそれぞれ突き合わせられる（Ｓ３４）。

そして、Ｓ３４の突き合わせ動作後、次回のブランク対Ａの溶接動作（Ｓ１）が開始される以前に、上流部ブランク治具２上で突き合わせられている未溶接ブランク対Ａ〜Ｃが支持ブロック６，７及び押止クランプ８，９を介して上流部ブランク治具２に再び固定される（Ｓ３１）。そして以降は、上記したＳ３１からＳ３４までの動作が上流部ブランク治具２において繰り返し実行される。

また、図３（ｄ）に示すように、ブランク対Ｅ，Ｄ，Ｆが溶接ヘッド５，４により交互に溶接されている期間中（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すＳ４の開始時点からＳ６の終了時点までの期間中）、他方の三対のブランク対Ｄ〜Ｆが支持ブロック１０，１１及び押止クランプ１２，１３を介して下流部ブランク治具３に固定される（Ｓ４１）。そして、ブランク対Ｆの溶接（Ｓ６）が完了すると、押止クランプ１０，１１がブランク対Ｄ〜Ｆの上面から離間されることによって、下流部ブランク治具３による三対の溶接済みブランク対Ｄ〜Ｆの固定が解除される。

この解除後は、上流部ブランク治具２に載置されるブランク対Ａ，Ｃ，Ｂが溶接ヘッド４，５により交互に溶接されている期間中（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すＳ１の開始時点からＳ３の終了時点までの期間中）に、三対の溶接済みブランク対Ｄ〜Ｆが下流部ブランク治具３から排出され（Ｓ４２）、下流部ブランク治具３へ次の新たな三対の未溶接のブランク対Ｄ〜Ｆが供給され（Ｓ４３）、それらのブランク対Ｄ〜Ｆがそれぞれ突き合わせられる（Ｓ４４）。

そして、Ｓ４４の突き合わせ動作後、次回のブランク対Ｅの溶接動作（Ｓ４）が開始される以前に、下流部ブランク治具３上で突き合わせられている未溶接のブランク対Ｄ〜Ｆが支持ブロック１０，１１及び押止クランプ１２，１３を介して下流部ブランク治具３に再び固定される（Ｓ４１）。そして以降は、上記したＳ４１からＳ４４までの動作が下流部ブランク治具３において繰り返し実行される。

なお、上記実施例において、請求項１記載の溶接工程としてはＳ１からＳ６の動作（処理）が、ヘッド送り工程としてはＳ１１からＳ１６の動作が、先頭対溶接工程としてはＳ１の動作が、中間対溶接工程としてはＳ２からＳ５の動作が、末尾対溶接工程としてはＳ６の動作が、それぞれ該当する。また、請求項２又は４に記載の上流部準備工程としてはＳ３２からＳ３４の動作およびＳ１開始以前のＳ３１の動作が、下流部準備工程としてはＳ４２からＳ４４の動作およびＳ４開始以前のＳ４１の動作が、それぞれ該当する。また、請求項３記載の上流対溶接工程としてはＳ１からＳ３の動作が、下流対溶接工程としてはＳ４からＳ６の動作が、それぞれ該当する。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。本実施例では、レーザ溶接装置としての溶接システム１を用いて本発明を説明したが、かかる本発明の適用可能な溶接システムは必ずしもこれに限定されるものではなく、他の溶接システム、例えば、アーク溶接システムなどでも良い。

本発明の一実施例である突合わせ溶接方法に使用される溶接システムの平面図である。突合わせ溶接方法に使用される溶接システムの正面図である。（ａ）は、第１溶接ヘッドの動作状態を示したタイムチャートであり、（ｂ）は、第２溶接ヘッドの動作状態を示したタイムチャートであり、（ｃ）は、上流部ブランク治具の動作状態を示したタイムチャートであり、（ｄ）は、下流部ブランク治具の動作状態を示したタイムチャートである。

符号の説明

１溶接システム
２上流部ブランク治具（上流部治具、ブランク治具の一部）
３下流部ブランク治具（下流部治具、ブランク治具の一部）
４第１溶接ヘッド
５第２溶接ヘッド
Ａブランク対（１番目のブランク対、先頭ブランク対）
Ｅブランク対（５番目のブランク対、末尾ブランク対の１つ手前のブランク対）
Ｆブランク対（６番目のブランク対、末尾ブランク対）
Ａ〜Ｃブランク対（ブランク治具の溶接方向上流側に固定される半数のブランク対）
Ｄ〜Ｆブランク対（ブランク治具の溶接方向下流側に固定される半数のブランク対）

Claims

対向端面同士が突合わせられるブランク対を突合わせ溶接線に沿って溶接方向上流側から下流側へと移動して溶接する第１溶接ヘッドと、
その第１溶接ヘッドよりも溶接方向下流側に配設されその第１溶接ヘッドとは別のブランク対を突合わせ溶接線に沿って溶接方向上流側から下流側へと移動して溶接する第２溶接ヘッドと、
その第２溶接ヘッド及び第１溶接ヘッドにより溶接されるブランク対を溶接方向に少なくとも四対以上の偶数対並べて固定するブランク治具とを備えた溶接システムを使用して溶接する突合わせブランク溶接方法において、
ブランク治具における溶接方向最上流側に固定される先頭ブランク対から溶接方向最下流側に固定される末尾ブランク対までを、第１溶接ヘッドと第２溶接ヘッドとを交互に用いて、溶接する溶接工程と、
その溶接工程における第１又は第２溶接ヘッドの一方によるブランク対の溶接中に、その次に溶接されるブランク対の溶接開始位置まで第１又は第２溶接ヘッドの他方を予め移動させるヘッド送り工程とを備えており、
前記溶接工程は、
第１溶接ヘッドによって溶接方向最上流側から数えた番数が１番目に相当する先頭ブランク対を溶接する先頭対溶接工程と、
その先頭対溶接工程の後、未溶接のブランク対のうち先頭ブランク対に最も近い奇数番目のブランク対を第２溶接ヘッドによって溶接する動作と、未溶接のブランク対のうち先頭ブランク対に最も近い偶数番目のブランク対を第１溶接ヘッドによって溶接する動作とを交互に繰り返して、末尾ブランク対の１つ手前のブランク対までを溶接する中間対溶接工程と、
その中間対溶接工程の後、第２溶接ヘッドにより末尾ブランク対を溶接する末尾対溶接工程とを備えていることを特徴とする突合わせブランク溶接方法。
少なくとも四対以上かつ偶数対あるブランク対のうち、溶接方向上流側にある半数のものを固定する上流部治具と、溶接方向下流側にある残りの半数のものを固定するため前記上流部治具よりも溶接方向下流側に配設される下流部治具とが設けられる前記ブランク治具を備えた前記溶接システムを使用して行うものであり、
更に、前記先頭対溶接工程、中間対溶接工程、及び末尾対溶接工程を順番に繰り返し実行するものであって、
前記上流部治具により固定される全てのブランク対の溶接が完了した時点からその上流部治具の溶接方向最上流側に固定されるブランク対の溶接が再開される時点までの期間内に、その上流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その上流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその上流部治具により固定する上流部準備工程と、
その上流部準備工程の後、前記下流部治具により固定される全てのブランク対の溶接が完了した時点からその下流部治具の溶接方向最上流側に固定されるブランク対の溶接が再開される時点までの期間内に、その下流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その下流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその下流部治具により固定する下流部準備工程とを備えていることを特徴とする請求項１記載の突合わせブランク溶接方法。
前記溶接工程は、請求項１記載の前記先頭対溶接工程、中間対溶接工程および末尾対溶接工程に代えて、
第１溶接ヘッド及び第２ヘッドによって、ブランク治具に固定される全てのブランク対のうち溶接方向上流側にある半数を溶接する上流対溶接工程と、
その上流対溶接工程の後、第１溶接ヘッド及び第２ヘッドによって、ブランク治具に固定される全てのブランク対のうち溶接方向下流側にある残り半数を溶接する下流対溶接工程とを備えていることを特徴とする請求項１記載の突合わせブランク溶接方法。
前記上流対溶接工程によって溶接されるブランク対を固定する上流部治具と、前記下流対溶接工程によって溶接されるブランク対を固定するため前記上流部治具よりも溶接方向下流側に配設される下流部治具とが設けられる前記ブランク治具を備えた前記溶接システムを使用して行うものであり、
更に、前記上流対溶接工程および下流対溶接工程を交互に繰り返し実行するものであって、
前記下流対溶接工程の実行期間中に、前記上流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その上流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその上流部治具により固定する上流部準備工程と、
前記上流対溶接工程の実行期間中に、前記下流部治具から溶接済みのブランク対を排出し、その下流部治具へ新たな未溶接のブランク対を所定数供給し、その供給された各ブランク対の対向端面同士を突合わせてその下流部治具により固定する下流部準備工程とを備えていることを特徴とする請求項３記載の突合わせブランク溶接方法。